CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ
4.1 Thiết kế cơ:
4.1.1 Lựa chọn bánh chủ động và bánh bị động
4.1.1.1 Bánh bị động
- Có 2 loại bánh bị động thường dùng cho xe dò line là: bánh castor, bánh mắt trâu.
Bảng 4 So sánh bánh castor và bánh mắt trâu
điểm bẩn
- Kết cấu đơn giản.
thép nên rất bền, bên trong có ổ bi nên di chuyển rất trơn tru, di chuyển linh hoạt khi vào cua
- Kết cấu nhỏ gọn.
Nhược điểm
- Khi vào cua với tốc độ nhanh, kết cấu quay của bánh xe không kịp đáp ứng dẫn đến bánh xe không quay quanh trục mà bị trượt => ảnh hưởng đến tốc độ di chuyển của xe, có thể làm xe bị lật (hiện tượng Shopping-cart [29]. - Kết cấu cồng kềnh.
- Chỉ có thể chạy trong những mơi trường ít bụi, cát vì chúng có thể bám vào bánh làm bánh bị kẹt khơng chạy được.
- Kết cấu phức tạp, ổ bi cần chế tạo chính xác và bảo quản.
Theo đề bài và thực tế sa bàn: Xe đua chạy trên xa bàn hầu như không bụi, vận tốc nhanh, chuyển hướng nhanh, cần kết cấu gọn nhẹ.
Kết luận: Chọn bánh mắt trâu
- Một số mẫu bánh mắt trâu:
o Chariot: Pololu Ball Caster with 3/8″ Plastic Ball [30]
Thơng số:
Đường kính bánh: 0,375 inch ≈ 10mm. Vật liệu bánh: nhựa
o Small Ball Caster Wheel - 12mm Diameter Metal – Hshop [ 31]
Thơng số
Đường kính bánh xe: 12mm. Chiều cao: 15mm
Vật liệu bánh: thép
Kết luận: Chọn bánh mắt trâu nhỏ của Hshop – phổ biến, kích thước nhỏ, khơng yêu cầu tải trọng quá lớn là bánh dẫn hướng cho robot dò line.
4.1.1.2 Bánh chủ động
- Yêu cầu:
o Khả năng bám đường tốt o Không trơn trượt
o Chịu tải ổn định
o Dễ dàng tháo lắp và thay thế.
- Các loại bánh trên thị trường thường dùng cho xe dò line:
o Dòng bánh thường: V1,2,3,4,5,6,7,8… các đặc điểm
+ V1, d = 65mm, b = 15mm: thiết kế chắc chắn, gọn nhẹ, thẩm mĩ cao, tương thích với động cơ DC giảm tốc V1, thích hợp với các mơ hình robot xe tránh vật cản, tự hành, xe cân bằng. Lõi nhựa, vỏ cao su.
+ V2, d = 65mm, b = 27mm: được sử dụng nhiều nhất trong các thiết kế robot, gắn được
với trục nhiều loại động cơ. Chất liệu: Nhựa, mút, cao su. Lớp mút dày đàn hồi bên trong rất tốt giúp bánh khơng bị xẹp khi có tải. Lốp bằng cao su mềm cho độ ma sát tốt nhất, thiết kế rãnh lốp tối ưu cho độ ma sát và bám đường.
+ V3, d = 80mm, b = 30mm, chất liệu nhựa, bên ngồi lốp có thiết kế dạng các gai giúp tăng ma sát với mặt đường.
+ V4, d = 130mm, b = 60mm, chất liệu nhựa, kích thước lớn ứng dụng cho xe mang tải cao hơn V1,V2,V3.
+ V5, d = 95mm, b = 14mm, chất liệu lõi: nhôm, lốp: cao su ma sát tốt, là sự lựa chọn tối ưu cho các thiết kế chịu tải nặng lên tới 100kg.
+ V7, d = 96mm, b = 40mm, chất liệu nhựa chất lượng cao độ bền cao, thường ứng dụng trong robot leo địa hình.
+ V8, d = 115mm, b = 52mm, chất liệu: nhựa, lõi nhựa, mút, lốp cao su cho ma sát tốt, độ bền cao.
Dòng bánh thường: V2 phù hợp với xe đua địi hỏi kích thước nhỏ gọn, tải trong thấp mà lại bám đường tốt, không bị trượt.
o Bánh đa hướng Mecanum: được tạo thành bởi các con lăn nhỏ với trục được
lắp nghiêng một góc 45 độ so với trục quay chính của bánh xe, vì vậy bánh có thể thực hiện nhiều chuyển động phức hợp theo phương pháp cộng vector: tiến lùi, xoay trịn trong khơng gian nhỏ hẹp, đặc biệt có thể di chuyển theo phương ngang khi cần thiết. Giải thuật điều khiển phức tạp.
Hình 4.17 Bánh đa hướng Mecanum D48
Hình 4.18 Bánh xe V2 của HShop
Chất liệu: nhựa, mút, cao su
Đường kính: 65 mm
Độ rộng bánh: 27 mm
Kích thước khớp trục lục giác: 12 mm